(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
単心の光ファイバ素線または光ファイバ心線の端部の被覆を１対の被覆除去刃に把持させて除去する光ファイバ被覆除去装置であって、前記被覆除去刃は、刃押え板、半円形の食い込み刃部を有する半円刃、断面が三角形で直線状の食い込み刃部を有する平刃の順で、刃受け板に積層一体化されていることを特徴とする光ファイバ被覆除去装置。
【請求項２】
前記刃受け板に前記光ファイバ素線または光ファイバ心線を位置決めするＶ字状の切欠が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の光ファイバ被覆除去装置。
【請求項３】
前記被覆除去刃が取付けられる本体部に、前記光ファイバ素線または光ファイバ心線の端部を加熱するヒータが配設されていることを特徴とする請求項１または２に記載の光ファイバ被覆除去装置。
【請求項４】
前記光ファイバ素線または光ファイバ心線を光ファイバホルダに保持させ、前記光ファイバホルダをレールに沿って移動するホルダ支持台に載置して搬送することを特徴とする請求項１に記載の光ファイバ被覆除去装置。
【請求項５】
前記光ファイバ素線または光ファイバ心線を、前記被覆除去刃の所定位置に前進移動させる際に、前記光ファイバ素線または光ファイバ心線の先端部分が前記被覆除去刃に突当たらないように跳ね上げ、前記光ファイバホルダが所定位置まで前進移動したとき跳ね上げを解除する跳ね上げ部材を備えていることを特徴とする請求項５に記載の光ファイバ被覆除去装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、単心の光ファイバを融着接続する際に、光ファイバ素線の先端部の被覆を除去する被覆除去装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光ファイバ同士を接続する場合あるいは光ファイバを光部品に結合する場合、光ファイバ素線（以下、光ファイバ素線にさらに被覆を施した光ファイバ心線も含めた意味で用いる）の先端部の被覆を除去してガラス光ファイバ（以下、光ファイバという）を露出させる。被覆が除去され露出された光ファイバ表面は、溶剤を含んだガーゼ等で被覆の残りかす等を拭きとりクリーニングする。この後、光ファイバが所定の露出長さとなるようにファイバカッターで切断し、鏡面の切断面を得ている。これらの、光ファイバの端末加工の一連の工程は、それぞれの単体工具を用いて個別に行なうかまたは自動化された装置で行なわれる。
【０００３】
被覆除去は、通常、単心の光ファイバ素線の被覆を１対の被覆除去刃に挟み、被覆内に刃を食い込ませて、光ファイバを被覆除去刃から引き抜くことにより行なわれる。図８は、従来の被覆除去の一例を示す図で、図８（Ａ）は、平刃を用いて被覆除去する例、図８（Ｂ）は半円刃を用いて被覆除去する例を示す図である。図中、１は光ファイバ素線、１ａは光ファイバ、１ｂは被覆、２は平刃、３は半円刃を示す。
【０００４】
図８（Ａ）に示すように、１対の平刃２を用いて被覆除去する場合、上下の平刃２を光ファイバ１ａ表面に直接当たらない程度に被覆１ｂ内に食い込ませる。光ファイバ素線１を図の矢印で示す左方向に引き抜くと、被覆１ｂは刃の食い込み箇所で引きちぎられ、刃の右側に膨らみを作りつつ除去される。裸のガラス光ファイバ１ａの外径が０．１２５ｍｍで、被覆１ｂの外径が０．３ｍｍ以下の場合、平刃２の刃間隔は０．２ｍｍ程度で光ファイバ１ａと刃の間隔は０．０４ｍｍ程度となる。
【０００５】
光ファイバ素線１の被覆１ｂの厚さが薄い場合、光ファイバを引き抜くときに光ファイバが上下にぶれると、光ファイバ表面が刃に触れて傷が付きやすい。光ファイバ表面に傷が付くと、融着接続した際に強度が低下し破断しやすい。このため、除去する被覆部分に樹脂層を付加して被覆の厚さを増加させ、付加された樹脂層とともに被覆１ｂを除去することも知られている（特開平６−９４９２５号公報参照）。しかし、被覆除去のため被覆樹脂層を追加形成することは、余分な手間を要するものである。また、被覆１ｂの除去端部は、刃の食い込みが上下のみとなるので楕円のラッパ状に広がり、融着接続部のモールド工程で形状不良を生じやすいという問題もある。
【０００６】
図８（Ｂ）の半円刃３を用いて被覆除去する場合、半円の刃部を光ファイバ１ａに直接当たらない程度で被覆１ｂに食い込ませる。半円刃３は、平刃２に比べて光ファイバを引き抜くときのぶれが少なく、光ファイバ表面が刃に触れにくい。しかし、光ファイバ素線１を図の矢印で示す左方向に引き抜くと、被覆１ｂは刃の食い込み箇所で引きちぎられ、刃の右側には被覆屑が集中して集められる。被覆屑が集中すると引き抜き抵抗が増大し、引き抜きにくくなり無理に引き抜くと破断する。また、被覆１ｂと光ファイバ１ａの密着力が大きいと、被覆屑がこなごなになって残りかすも多くなり、被覆屑を取除く作業性が悪いという問題がある。
【０００７】
また、光ファイバ被覆の被覆の除去を容易にするために被覆除去装置にヒータを配し、ヒータの加熱で光ファイバと被覆との接着力を弱める技術も知られているが、上述した被覆除去刃自体の問題は、解決されていない。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたもので、光ファイバ素線の被覆除去で、光ファイバ表面に傷を付けることなく被覆除去を行なうことができ、また、被覆の除去の位置決め等も容易に行なうことのできる作業性のよい光ファイバ素線の被覆除去装置を提供することを課題とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の光ファイバ被覆除去装置は、単心の光ファイバ素線または光ファイバ心線の端部の被覆を１対の被覆除去刃で挟んで除去する光ファイバ被覆除去装置であって、被覆除去刃は、刃押え板、半円形の食い込み刃を有する半円刃、断面が三角形で直線状の食い込み刃を有する平刃の順で、刃受け板に積層一体化し、光ファイバ表面に傷を付けることなく被覆の除去を行なうことを特徴とする。
また、本発明の光ファイバ被覆除去装置は、単心の光ファイバ素線または光ファイバ心線を、光ファイバホルダに保持させ、光ファイバホルダをレールに沿って移動するホルダ支持台により、被覆除去刃の所定位置に前進移動させる際に、光ファイバ素線または光ファイバ心線の先端部分が被覆除去刃に突当たらないように跳ね上げ、光ファイバホルダが所定位置まで前進移動したとき跳ね上げを解除する跳ね上げ部材を備え、被覆除去の位置決め等も容易に行なうことを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図により本発明の実施の形態を説明する。図１は、図２以下に示す光ファイバ被覆除去装置に用いる被覆除去刃の一例を示す図で、図１（Ａ）は分解図、図１（Ｂ）は組立て図、図１（Ｃ）は図１（Ｂ）のａ−ａ断面を示す図である。図中、１は光ファイバ素線（以下、光ファイバ素線にさらに被覆を施した光ファイバ心線も含めた意味で用いる）、１ａはガラス光ファイバ（以下、光ファイバという）、１ｂは被覆、１１は下側の被覆除去刃、１１’は上側の被覆除去刃、１２，１２’は刃押え板、１３，１３’は半円刃、１４，１４’は平刃、１５，１５’は刃受け板、１６はネジ、１７は本体部、１８は押え部、１９は取付ネジを示す。
【００１１】
下側の被覆除去刃１１は、刃押え板１２、半円刃１３、平刃１４、刃受け板１５の順でネジ１６等を用いて積層一体化し、本体部１７に取付ネジ１９で取付けて構成される。上側の被覆除去刃１１’は、下側の被覆除去刃１１とほぼ同様な構成で、符号に「’」を付して示し、また、以下の説明で「上縁」とは下側の被覆除去刃１１’では「下縁」となるが、同じ部分を示すので上縁として説明している。
【００１２】
刃押え板１２，１２’は、アルミまたはステンレス等の金属板で形成され、上縁の中央には、光ファイバ素線１の通過を許容するための半円状の切欠１２ａを有している。半円刃１３，１３’は、ステンレス等の薄い金属板等で形成され、上縁の中央には、光ファイバ素線１の被覆１ｂの外径よりは小さく光ファイバ１ａの外径よりは大きい径の半円状の切欠からなる刃部１３ａを有している。平刃１４，１４’は、ＳＫ鋼等の硬質の金属板等で形成され、上縁には断面が三角形で直線状の刃部１４ａを有している。刃受け板１５，１５’は、アルミまたはステンレス等の金属板等で形成され、下側受け板１５の上縁の中央には、光ファイバ素線１を位置決めするためのＶ字状の切欠１５ａを有し、上側受け板１５’の上縁の中央には、Ｖ字状の切欠１５ａの上部に多少入りこみ光ファイバ素線１を位置決めする舌片１５ｂを有している。
【００１３】
被覆除去刃１１の具体的寸法は、光ファイバ素線の種類によって異なるが、例えば、裸の光ファイバ１ａの外径が０．１２５ｍｍで被覆１ｂの外径が０．２５ｍｍの光ファイバ素線１の被覆除去を行なうとする。この場合、半円刃１３の刃の厚みは０．０５ｍｍ〜０．１５ｍｍ程度で、半円の刃部１３ａの半径０．０７ｍｍ〜０．１ｍｍ位とするのが好ましい。平刃１４は、厚みが０．５ｍｍ〜０．７ｍｍ程度で、刃部１４ａの三角形の山の角度が７０°〜１２０°位で頂点部の幅が０．０３ｍｍ〜０．０５ｍｍの平坦部を有する形状が好ましい。
【００１４】
刃押え板１２は、半円刃１３が光ファイバ１ａの引き抜き力で撓まないように安定して押えるためのもので、厚みは金属板の材質により適宜選定し、半円状の切欠１２ａの大きさは光ファイバ素線の通過を妨げない範囲で小さく形成する。刃受け板１５，１５’は、厚みが０．６ｍｍ〜１．０ｍｍ程度で、下側刃受け板１５のＶ字状の切欠１５ａの角度は６０°前後で、上側の刃受け板１１’の舌片１５ｂと合わさることにより、光ファイバ素線１の中心高さが半円刃１３の刃部１３ａの円中心と一致するような深さの切欠で形成する。なお、下側刃受け板１５のＶ字状の切欠１５ａ，上側刃受け板１５’の舌片１５ｂは、光ファイバ素線径に応じて寸法を適宜設定することができる。
【００１５】
被覆除去刃１１は、刃押え板１２、半円刃１３、平刃１４、刃受け板１５の相対位置関係を揃えて積層し、ネジ１６により組付け一体化される。一体化された被覆除去刃１１は、取付ネジ１９により被覆除去装置の本体部１７の前面に取付けられる。また、押え部１８側にも、同様に刃押え板１２’、半円刃１３’、平刃１４’、刃受け板１５’の相対位置関係を揃えて積層した被覆除去刃１１’が取付けられる。本体部１７上に押え部１８が閉じられたとき、光ファイバ素線１は、刃受け板１５，１５’のＶ字状切欠１５ａと舌片１５ｂにより位置決めされる。半円刃１３は、上下の刃部１３ａが閉じられることで円形となって、被覆１ｂの外周を圧縮または被覆内に食い込んで、光ファイバ素線１を把持する。また、平刃１４は、上下の刃部１４ａの間隔が被覆１ｂの外径よりは小さく、光ファイバ１ａの外径よりは大きくなるように設定されていて、光ファイバ素線１を上下から挟み、被覆１ｂを圧縮または被覆内に食い込んで光ファイバ素線１を把持する。
【００１６】
光ファイバ素線１を図１（Ｂ）のように把持して、矢印方向に引き抜くと、半円刃１３によって形成される円形の刃部により光ファイバ１ａがつぶれることなく引き抜くことができる。このため、刃部１３ａが光ファイバ１ａに当たったり、こすって傷を付けるようなことがなくなる。また、被覆１ｂを円形に把持するので、被覆１ｂの除去端部は、つぶれのない円形断面となり、融着接続部のモールド工程で形状不良が生じることがなくなる。そして、半円刃１３に隣接する平刃１４は、半円刃１３の背面に被覆１ｂの除去屑が集中して集まるのを阻止し、被覆１ｂの除去がスムーズに行なえるようにする。
【００１７】
図２〜図４は、光ファイバ素線の被覆除去装置を示し、図２は光ファイバ素線１をセットしたとき、またはセットしてホルダ支持台３１ごとやや前進させた状態を示し、図３は被覆除去の開始状態を示し、図４は被覆除去の操作状態を示す図である。図中、１は光ファイバ素線、１１，１１’は被覆除去刃、１７は本体部、１８は押え部、２０は光ファイバホルダ、３０はベース台、３１はホルダ支持台、３２はホルダクランプ、３３はレール、３４は後部ストッパ、３５は跳ね上げ部材取付台、３６は跳ね上げ部材、３７はヒータ、３８は突片を示す。なお、押え部１８とホルダクランプ３２は、図を明瞭にするために一点鎖線で示してある。
【００１８】
被覆除去装置は、ベース台３０上にホルダ支持台３１をレール３３に沿って移動可能に配設し、被覆除去刃１１と１１’が取付けられる本体部１７と押え部１８を固定的に配設して構成される。ホルダ支持台３１上には、光ファイバ素線１を保持する光ファイバホルダ２０が着脱可能に取付けられ、光ファイバ素線１はホルダ支持台３１を移動させることにより搬送される。ホルダ支持台３１は、ベース台３０の後部に設けられた後部ストッパ３４により後退位置が規制され、光ファイバホルダ２０の先端が下側の被覆除去刃１１に突当たることで前進位置が規制される。位置規制を光ファイバホルダ２０の先端で行なえば、被覆除去開始位置が後述のファイバカット、融着接続工程と同じように光ファイバホルダ２０の先端を基準にすることになり、取扱い上都合がよい。光ファイバホルダ２０は、図５で別途説明する形状のものが用いられ、ホルダ支持台３１上に位置決めされて搭載され、ホルダクランプ３２により固定される。
【００１９】
跳ね上げ部材取付台３５の上部には、光ファイバ素線１の先端部分を上方に押し上げる跳ね上げ部材３６が、支軸３６ａにより回動可能に配置されている。この跳ね上げ部材３６は、上部が傾斜面３６ｂで形成され、常時は、その頂部３６ｃが本体部１７に取付けられた被覆除去刃１１の上端より僅かに高い位置になるようにスプリング手段（図示せず）により付勢されている。この跳ね上げ部材３６は、光ファイバホルダ２０の先端が当たることによって、下方に押し下げることができる。また、本体部１７にヒンジ手段（図示せず）により開閉可能に配設された押え部１８には、突片３８が設けられていて、押え部１８が閉じられたとき突片３８が跳ね上げ部材３６を下方に押し下げるようにもなっている。
【００２０】
図２に示すように、光ファイバ素線１を本体部１７上にセットするため、ホルダ支持台３１を矢印方向に前進させると、光ファイバ素線１のフリー状態となっている先端部分は、跳ね上げ部材３６の傾斜面３６ｂに沿って上方に跳ね上げられる。この結果、光ファイバ素線１の先端が、本体部１７に取付けられた被覆除去刃１１に突当たることなく本体部１７上に搬送させることができる。ホルダ支持台３１がさらに前進すると、光ファイバホルダ２０の先端が、傾斜面３６ｂに当たって跳ね上げ部材３６を下方に押し下げ、光ファイバ素線１の跳ね上げ状態を解消し、被覆除去刃１１および本体部１７の支持面に載せられる。また、図３のように押え部１８を閉じることにより、突片３８が跳ね上げ部材３６をさらに下方に押し下げ、光ファイバホルダ２０の先端部との当接状態も解放しフリーにする。
【００２１】
本体部１７には、図１で説明したように被覆除去刃１１が取付固定され、本体部１７に開閉可能に配設された押え部１８にも同様な被覆除去刃１１’が取付固定される。押え部１８は、磁石の吸着力により閉じた状態を保持するようにしてもよく、機械的なロックにより閉じた状態を保持するようにしてもよい。また、本体部１７内には、ヒータ３７が配設されていて、光ファイバ素線１を被覆除去時に加熱して、除去する被覆部分と光ファイバとの接着力を弱めるように構成されている。本体部１７内には、ヒータ加熱のための電源、制御回路、スイッチ等（図示せず）も収納されている。
【００２２】
図２の状態から、図３に示すように、ホルダ支持台３１を前進させ、光ファイバホルダ２０の先端が被覆除去刃１１に突当たる位置まで移動すると前進が停止される。光ファイバホルダ２０の先端から突出る光ファイバ素線１は、被覆除去刃１１のＶ字状切欠１５ａ（図１参照）によって位置決めされる。この後、押え部１８を閉じることにより、上下の被覆除去刃１１と１１’が合わさって、光ファイバ素線１を把持する。次いで、ヒータ３７により所定時間の加熱で光ファイバ素線１の被覆が軟化され、光ファイバとの接着力が弱められる。なお、光ファイバと被覆の接着力が弱い場合は、ヒータ３７の加熱は不要である。
【００２３】
次に、図４に示すように、押え部１８を閉じた状態で、ホルダ支持台３１を矢印で示す後方側に後退させる。ホルダ支持台３１とともに光ファイバホルダ２０および光ファイバ素線１も後退し、光ファイバ素線１の先端部分の被覆は、被覆除去刃１１、１１’により剥ぎ取られ、先端部分の光ファイバを露出させることができる。光ファイバが抜き取られ略円筒形のスリーブ状になった被覆屑は、本体部１７に残り、押え部１８を開いて取除く。なお、光ファイバ１ａの先端が本体部１７から外れる位置まで引き出してもよいが、先端を本体部１７に僅かに残し、先端にスリーブ状の被覆屑を付けた状態で本体部から取出した後に、手でスリーブ状の被覆屑を除去することで、被覆屑の処理を容易にすることができる。
【００２４】
図５は、ホルダ支持台３１上に載置される光ファイバホルダの例を示す図である。なお、図５（Ａ）は１対のクランプ部材を有する例を示し、図５（Ｂ）は単一のクランプ部材を有する例を示す図である。図中、１は光ファイバ素線、１ａは光ファイバ、２０は光ファイバホルダ、２１はホルダ基台、２２はクランプ部材、２３はヒンジ軸、２４は延長部、２５はＶ溝、２６は弾性部材、２７、２８は磁石を示す。
【００２５】
光ファイバホルダ２０は、ホルダ基台２１にクランプ部材２２をヒンジ軸２３により回動可能に結合して構成される。ホルダ基台２１の前部側には延長部２４が一体構造で設けられ、延長部２４にはＶ溝２５が形成されている。Ｖ溝２５は、光ファイバ素線１が収納できるような深さで、ホルダ基台２１にも連続させて形成することができる。なお、ホルダ基台２１では、必ずしもＶ溝である必要はないが、クランプ部材２２を閉じたときに、光ファイバ素線１が、ホルダ基台２１とクランプ部材２２により保持固定されるように構成されていることが必要である。
【００２６】
Ｖ溝２５に収納した光ファイバ素線１を、効果的に保持固定するためにクランプ部材２２の押圧部分に弾性部材２６を配設するとよい。また、ホルダ基台２１側およびクランプ部材２２側のいずれか一方または双方に磁石２７を埋設し、クランプ状態を磁石２７の吸着力で保持するようにすることができる。さらに、ホルダ基台２１の底面側にも磁石２８を埋設し、ホルダ支持台３１に磁石２８の吸着力で取付けるようにすることもできる。
【００２７】
以上のように構成された光ファイバホルダ２０は、光ファイバ素線１をＶ溝２５に入れ、クランプ部材２２を閉じて保持し、図２〜４に示した被覆除去装置のホルダ支持台３１上に載置する。光ファイバホルダ２０は、磁石２８の吸着力で、かつ段部等の位置決め手段により所定の位置に保持される。また、図２〜４に示すように、光ファイバ素線１の搬送時の保持を確実にするために、ホルダクランプ３２でしっかりと固定させることができる。
【００２８】
なお、１対の光ファイバ素線を融着接続する場合、図６に示すように光ファイバホルダ２０に光ファイバ素線をセットし、本発明の被覆除去装置で所定長さの被覆を除去した後、アセトン洗浄→ファイバカット→融着接続という工程がある。上述の光ファイバホルダ２０を用いることにより、いずれの工程においても、光ファイバ素線１を光ファイバホルダ２０から取外すことなく実施することが可能となる。
【００２９】
例えば、図６のファイバカットの工程では、被覆が除去された光ファイバ素線を保持する光ファイバホルダ２０をそのまま切断装置にセットし、延長部２４の先端側でＶ溝２５を利用して光ファイバ素線の被覆端部をクランプ手段でしっかり押えて、所定長さの光ファイバ１ａにカットする。また、融着接続の工程では、ファイバカット後の光ファイバ素線１を光ファイバホルダ２０とともに融着接続装置にそのままセットする。そして、延長部２４の先端側でＶ溝２５を利用して光ファイバ素線１の被覆端部をクランプ手段でしっかり押えて位置決めし、接続相手の光ファイバと端面の位置合わせを行ない、裸の光ファイバ１ａ部分をＶ溝基板に接触させずに高強度融着接続を行なう。
【００３０】
図７は、本発明の半円刃と平刃の被覆除去刃を用いて被覆除去した場合と、従来の平刃のみで被覆除去した場合とで、高強度融着接続したときの融着後強度と破断確率の関係を比較のためにプロットした図である。この図から明らかなように、本発明による被覆除去刃は、従来構成の被覆除去刃と比べて融着後強度が向上している。破断確率５０％のラインで比較してみると、従来構造の被覆除去刃を用いた場合、融着後の強度は１７．６Ｎであるのに対し、本発明の被覆除去刃を用いた場合、融着後の強度は２４．８Ｎで、１．４倍向上している。
【００３１】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明のように円形刃と平刃を隣接させた被覆除去刃を用いることにより、光ファイバ表面に傷を付けることなく光ファイバ被覆の除去を行なうことができ、融着接続後の強度を高めることができる。また、光ファイバホルダ、光ファイバ素線の跳ね上げ機構を用いることにより、被覆除去装置へのセットを容易にし、さらに、光ファイバ素線の位置決め、被覆屑の処理等の作業性の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の光ファイバ被覆除去装置に用いる被覆除去刃の一例を示す図である。
【図２】光ファイバ素線１を被覆除去装置にセットして、やや前進させた状態を示す図である。
【図３】光ファイバ被覆除去の開始状態を示す図である。
【図４】光ファイバ被覆除去の操作中状態を示す図である。
【図５】光ファイバホルダの例を示す図である。
【図６】光ファイバ融着接続の作業工程を示す図である。
【図７】本発明の被覆除去刃を用いた融着接続後の強度を比較する図である。
【図８】従来の被覆除去の例を説明する図である。
【符号の説明】
１…光ファイバ素線、１ａ…光ファイバ、１ｂ…被覆、１１、１１’…被覆除去刃、１２，１２’…刃押え板、１３，１３’…半円刃、１４，１４’…平刃、１５，１５’…刃受け板、１６…ネジ、１７…本体部、１８…押え部、１９…取付ネジ、２０…光ファイバホルダ、２１…ホルダ基台、２２…クランプ部材、２３…ヒンジ軸、２４…延長部、２５…Ｖ溝、２６…弾性部材、２７、２８…磁石、３０…ベース台、３１…ホルダ支持台、３２…ホルダクランプ、３３…レール、３４…後部ストッパ、３５…跳ね上げ部材取付台、３６…跳ね上げ部材、３７…ヒータ、３８…突片。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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